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随着年龄的增长，心血管系统发生了重要变化，包括血管硬度升高和异常重塑。研究表明，与衰老相关的小阻力动脉重塑可以独立于全身血压的变化而发生。研究已表明，小阻力动脉会因血流的持久变化或血流停止而发生重塑。值得注意的是，在血管调节和信号传导中起关键作用的不是血流速率，而是壁面剪切应力（WSS），即由流动血液在内皮细胞表面的摩擦驱动的切向力。WSS 由血流速度、粘度和血管管腔直径确定。在阻力动脉中，WSS 的时间增加会诱导血管舒张，从而有助于组织灌注的前馈调节。WSS可以直接影响微循环中的血管壁重塑和血

先天性心脏病是最常见的出生缺陷，在大多数心脏手术中，患者接受体外循环（CPB），以尽量减少心脏手术时的缺血性损伤。不良的术后结局与 CPB 手术期间和之后的严重全身炎症反应有关。在 CPB 患者的血浆中一直观察到促炎细胞因子，特别是 IL-1β、IL-6、IL-8 和 TNF-α 的激增。尽管全身炎症与器官损伤密切相关，但其发生机制尚不清楚。一个主流假设是 CPB 激活炎性白细胞，在 CPB 后外渗并浸润到不同的器官，导致器官功能障碍。炎性白细胞（包括分化的巨噬细胞）将细胞因子和破坏性可溶性因子

动脉粥样硬化与心肌梗塞和中风密切相关，被认为是一种始于内皮细胞（EC）活化的慢性炎症性疾病。血流剪切应力是指流动的血液对血管表面施加的摩擦力。在动脉树的直线区域中由单向流动产生的层流剪切应力（LSS）是抗动脉粥样硬化的，而由动脉分支或弯曲处的扰动流（DF）产生的振荡剪切应力（OSS）是致动脉粥样硬化的。如果暴露于 DF，EC 炎性细胞因子的表达，尤其是血管细胞粘附分子1（VCAM-1）和细胞间粘附分子1（ICAM-1）的表达会增加。内皮细胞的炎症激活最终会促进并加速动脉粥样硬化的发展。Piezo

氧气供应不足是许多疾病的一个特征，尤其是心血管系统的疾病。大多数细胞对缺氧的反应是由缺氧诱导因子（HIF）介导的。这些异二聚体转录因子由一个 α亚基和一个 β亚基组成，能够与缺氧反应元件（HRE）结合，进而能够调节大量基因，以应对低氧水平或低氧应激。一些研究支持缺氧和 NADPH 氧化酶4（NOX4）之间存在串扰。因此，缺氧已被证明可在肾、脑、肺、肺动脉平滑肌细胞和肺动脉高压患者的外膜成纤维细胞中诱导 NOX4。NOX4 属于 NADPH 氧化酶家族的成员之一，NADPH 氧化酶是血管中活性氧的

动脉粥样硬化斑块发展不稳定，在暴露于血流紊乱的动脉区域堆积。这些血流动力学条件产生低幅度和振荡方向的机械壁剪切应力，诱导局部内皮细胞（ECs）功能障碍，从而驱动斑块形成。全球流行的肥胖与代谢异常有关，包括血脂异常和高血糖，这些都是动脉粥样硬化的驱动因素。血流紊乱会增加 EC 对血脂异常和高血糖的敏感性，然而，这种联系背后的分子机制仍然知之甚少。内皮稳态的维持依赖于调节代谢平衡的转录因子之间错综复杂的相互作用。值得注意的是，缺氧诱导因子（HIF）转录因子 HIF1A 和 HIF2A（EPAS1）在

动脉粥样硬化是一种慢性炎症性动脉疾病，血流施加在内皮细胞上的血流动力学壁剪切应力（WSS）决定了动脉粥样硬化病变的空间分布。低 WSS 量级的反向扰动流（DF）促进内皮细胞（EC）炎症和凋亡，推动动脉粥样硬化发展，而单向且高 WSS 量级的 un-DF 具有动脉粥样硬化保护作用。EVA1A（Eva-1 同源物 A，也称为 FAM176A）最初被鉴定为一种溶酶体和内质网相关蛋白，与自噬体共定位并促进细胞凋亡和自噬。研究已表明，EVA1A 在心血管系统中发挥作用。小鼠心肌细胞特异性敲除 EVA1A

血流产生机械剪切应力，通过改变血管内皮细胞（ECs）的生理机能，对血管功能产生深远影响。具有均匀几何形状的动脉树区域受到单向的高生理剪切应力，发挥 EC 保护作用并防止动脉粥样硬化的发生。然而，动脉的分支和弯曲部分暴露于复杂的血流模式中，产生方向变化的低平均剪切应力（如双向振荡和涡流），这些紊乱的血流条件会促进 EC 功能障碍和动脉粥样硬化的发生。 Notch 信号通路在调控细胞进程、调节细胞命运方面起至关重要的作用。哺乳动物中有四个受体（Notch1-4）和五个配体（Delta-like（DL

动脉粥样硬化优先发生在血流模式紊乱（d-flow）的血管分支和弯曲区域，内皮细胞（ECs）暴露于致动脉粥样硬化的振荡、低幅度剪切应力（OSS）。相比之下，暴露于稳定血流模式（s-flow）下的直向、非分支区域的血管提供单向、层流、高幅度的剪切应力（ULS），促进内皮稳态，不会发生动脉粥样硬化。ECs 响应这些不同的血流模式而发生的促动脉粥样硬化和抗动脉粥样硬化变化在很大程度上是由血流敏感基因的转录变化介导的。在 s-flow 中调节的基因通常在预防 EC 功能障碍和动脉粥样硬化中发挥作用，而由

动脉粥样硬化是一种累及大中型动脉的慢性、进行性、炎症性疾病，最终可导致急性心血管事件，如心肌梗死和中风。众所周知，层流和扰动流会激活内皮细胞中不同的信号转导通路，分别导致抗动脉粥样硬化表型和致动脉粥样硬化表型。最近，体外和体内研究表明，暴露于扰动流的内皮细胞经历内皮-间充质转化（EndMT），这通过细胞间粘附的溶解、细胞极性的改变和间充质标志基因的表达来促进动脉粥样硬化的发展。与扰动流相反，单向层流抑制 EndMT。TGF-β（转化生长因子β）是驱动 EndMT 的核心介质，内皮 TGF-β 已

慢性胰腺炎是一种胰腺组织进行性炎症性疾病，其特征是产生胰岛素的 β 细胞纤维化和丢失。一旦胰腺纤维化发展，胰腺功能的恢复就会受到限制。尽管饮酒是慢性胰腺炎的主要原因，但基因突变和胰管阻塞是其他公认的促成因素。这些原因都会引起胰腺纤维化，从而导致组织瘢痕形成和胰管狭窄，这两者都会导致胰管内压升高。因此，胰管内压力升高似乎会导致胰腺纤维化，而胰腺纤维化会进一步加剧胰腺压力。研究证明，胰腺腺泡细胞通过机械激活的离子通道 Piezo1 感知压力。由剪切应力、膜拉伸或高压引起的膜张力会打开 Piezo1

心力衰竭是一种严重的疾病，发病率和死亡率很高。老年人群心力衰竭的患病率增加，尤其是绝经后女性发生射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）的患病率明显更高，提示绝经后雌激素缺乏可能参与其发病机制。另一方面，心力衰竭治疗效果的性别差异已被强调，其中可能涉及多种因素。基于性别的亚组分析测试了血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂（ARNi，心衰治疗药物）对 HFpEF 患者的疗效，发现女性的治疗效果优于男性。考虑到 ARNi 作为环磷酸鸟苷（cGMP）蛋白激酶G（PKG）激活的作用机制，cGMP-PKG 通路可能

作为对周期性心脏收缩的响应，血流在动脉循环中是脉动性的，脉动剪切应力（PSS）是单向的，并且与血流方向对齐。PSS 促进血管保护性介质，包括内皮一氧化氮合酶（eNOS）和超氧化物歧化酶（SOD），以减弱促炎细胞因子、粘附分子和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶系统。相比之下，扰动的血流，包括振荡剪切应力 （OSS），在主动脉弓和动脉分叉处发展。OSS 是双向的，并且与血流方向错位，激活 NADPH 氧化酶以促进活性氧（ROS）。OSS 还诱导核因子κB（NF-κB）增加炎性细胞因

动脉中的不同血流模式可以改变血管内皮细胞（ECs）的适应性表型，从而影响ECs的功能，并与动脉粥样硬化（AS）早期病变的发生直接相关（图1）。

最近的研究揭示了器官特异性淋巴管功能在心血管疾病、肥胖或影响中枢神经系统的疾病等多种疾病中的重要性。已经证明，机械力有助于内皮细胞的命运决定，并通过促进淋巴网络的发芽、发育、成熟以及协调淋巴管瓣形态发生和淋巴管瓣的稳定，在影响淋巴管内皮细胞的形状和排列方面发挥关键作用。然而，这些过程中涉及的机械信号传导和机械转导途径知之甚少。

血管内膜的内皮细胞（ECs）持续暴露于局部流体剪切应力的反复变化，毛细血管静水压力的变化，以及血管脉动增加期间血管壁拉伸应变的变化。Piezo1 是一种成熟的机械敏感通道，它在机械力的作用下，非选择性地将Ca²⁺ 从细胞外环境转运到内皮细胞的细胞质中。敲除小鼠中的Piezo1基因可降低剪切力引起的细胞内Ca²⁺ 的增加水平，并阻止了ECs对剪切力的形态学和细胞保护反应。然而， 控制EC适应Piezo1下游剪切应力的信号机制仍然知之甚少。

该研究数据揭示了关于IFNs在人VEC中的炎症作用的新发现，显示了TNF-α在迁移和NOS3下调方面的差异，还描述了多轴剪切流条件可能会增加免疫细胞对炎症瓣膜内皮细胞的粘附。这项研究提供了新的发现，这些发现可能与了解疾病的初始炎症阶段有关，并支持将JAK/STAT通路作为CAVD潜在相关途径的研究。

研究假设PTH1R在初级纤毛中形成信号复合物，这对于骨细胞的机械转导至关重要，并影响骨细胞-破骨细胞通讯，研究结果提出了一种基于PTH1R动员到初级纤毛的机制，可以解释PTH或PTH 相关蛋白（PTHrP）联合治疗机械刺激以保持骨量和质量的治疗效果。

慢性静脉疾病，通常称为静脉曲张，其特征是静脉血回流不足，严重的临床表现包括出血和皮肤溃烂经久不愈。最近的研究报告称，静脉曲张与静脉血栓栓塞和外周动脉疾病的高风险有关。当静脉暴露于流量较高或血流变化的循环时，会发生组织学变化，例如内膜增生、管壁增厚、静脉内皮标志物丢失和动脉内皮标志物表达。这个过程称为异常静脉动脉化。研究表明，隐静脉的动脉化有助于静脉曲张的发病机制。此外，发现与Notch信号通路相关的动脉内皮标志物，如DLL4、HEY2和ephrin B2，在静脉曲张中增加。静脉曲张中功能失调的单